Space Frame vs Struktur Truss
aku sengaja mengangkat topik ini karena dari yang kuperhatikan banyak sekali yang “misconception” tentang dua kata benda ini.
Discalimer dulu tulisan ini sebenarnya bisa dikatakan kurang cocok untuk orang awam untuk membacanya. Karena tulisan ini memiliki tema yang lebih condong ke arah Teknik Sipil.
Tapi its oke bagi siapapun mau membacanya, mau senior, teman-teman, bahkan juniorku dikampus yang kepengen membaca tulisan perdanaku ini, semoga juga bermanfaat.
Coba perhatikan gambar 1.1, tentu kalian sudah tidak asing dengan struktur yang mirip seperti itukan? Apa nama struktur tersebut?
Secara langsung, orang awam akan menjawab itu adalah Space Frame. Bahkan bukan hanya orang awam saja yang menyebutnya seperti itu, banyak mahasiswa teknik sipil pun masih menyebutnya sebagai Space Frame.
Nah, kalau yang tadi adalah “Frame” berarti secara ga langsung bisa diartikan frame = batang, dan digambar tersebut pun “frame”-nya saling membentuk rangkaian antar batangnya. Berarti struktur tersebut adalah rangkaian dari batang-batang. Kira-kira begitulah kesimpulan dari silogisme sederhana dari kata Space Frame itu.
Lalu kenapa ketika sudah ada kata “Frame”, kata “Truss” tetap digunakan untuk menunjukkan sistem struktur yang berbentuk rangkaian batang?. Berarti ada yang kurang tepat dalam pemilihan kata yang sesuai untuk struktur tersebut. Untuk itu, aku membuat tulisan ini untuk memberikan pemahamanku tentang hal itu, tentunya dengan gaya penyampaian yang fanza-style banget.
“Jadi emang apa sebutan nama yang cocok untuk struktur kek gitu jak?”
Perlu diketahui bahwa kata “Truss” dan “Frame” dalam bahasa indonesia diartikan sangat begitu rancu. Dua kata tersebut memiliki arti yaitu Rangka Batang. Istilah ini seringkali menjadi sumber kebingungan di internet, terutama dalam konteks sistem struktur rangka baja 3D. Meskipun mungkin terlihat jelas, hal tersebut dapat menjadi sumber kebingungan bagi kita semua.
Maka dari itu, perlu perbandingan yang apple to apple untuk disandingakan. Coba kita bandingkan beberapa kata benda ini untuk melihat secara gamblang perbedaan diantaranya.
- Struktur Truss vs Strutkur Frame
- Struktur Plane Truss vs Struktur Plane Truss
- Struktur Space Truss vs Struktur Space Frame
Ketiga perbandingan membuat perbedaan yang sangat jelas untuk dipahami.
Secara visual, bagi orang awam, mungkin “truss” dan “frame” terlihat merujuk pada struktur yang serupa. Namun perlu dipahami bahwa dalam analisisnya, elemen-elemen rangka batang tersebut dapat dimodelkan sebagai elemen 1D, dan kombinasi dari elemen 1D tersebut dapat membentuk elemen 2D (plane) atau elemen 3D (space).
Oke, sekarang aku bakalan masuk kedalam pemahamannya
Adapun istilah “truss” atau “frame” lebih diarahkan kepada bagaimana gaya-gaya luar yang bekerja pada struktur tersebut dialihkan ke tumpuan. Struktur “truss” jika gaya-gaya luar tersebut dialihkan melalui perilaku aksial pada elemen 1D tersebut, sedang “frame” adalah selain aksial juga memanfaatkan perilaku lentur maupun geser pada elemen 1D. Dua kata itu udah jelas berbeda dari segi perilaku struktur.
Untuk bisa menentukan apakah atap bajanya “truss” atau “frame” tentu tergantung konfigurasi geometri, bagaimana elemen batang (elemen 1 D) tersebut dipasangkan dalam membentuk struktur. Jika bisa membentuk suatu rangka yang terdiri dari segitiga-segitiga tertutup maka dimungkinkan dapat dianalis sebagai struktur truss. Sedangkan jika tidak memungkinkan, seperti gable misalnya, maka jelas harus dianalis sebagai struktur frame. Ini contoh plane truss tradisionil, yang gambar-gambarnya aku searching di Google.
Seperti yang aku katakan pada paragraf sebelumnya tadi, maka cara penyambungan dari elemen struktur juga cenderung menentukan apalah “truss” atau “frame” yang perlu dipilih. Layaknya struktur kayu pada atap. Umumnya sambungan konstruksi kayu dibuat hanya untuk memikul beban aksial saja sehingga kita bisa memodelkan strukturnya sebagai truss.
Namun, pada gambar gambar 1.3 ini tidak boleh dimodelkan sebagai struktur truss. Harus sebagai struktur frame. Kenapa? karena Hal itu bisa diketahui dengan melihat cara penyambungan antar batang dan konfigurasi beban yang bekerja. adapun struktur ini mengalami momen dan geser yang berasal dari beban yang bekerja tegak lurus batang, sehingga sambungan pun harus didesain terhadap momen. Adapun batang diagonal itu tidak membuat struktur bekerja layaknya truss, melainkan hanya sebagai pengaku untuk sambungan momen tadi.
Truss mengasumsikan bahwa sambungan antar batangnya berperilaku sebagai sendi sempurna, maka Degree of Freedom titik nodalnya cuma 2, yaitu Translasi searah batang atau Translasi tegak lurus batang. Ia tidak mengalami momen karena sendi tidak akan membentuk sudut rotasi, karena sendi tidak menahan momen.
Sedangkan frame mengasumsikan bahwa sambungan antar batang adalah Kaku Sempurna (Rigid), otomatis di 1 titik nodal maka ada 3 Degree of Freedom, yaitu Translasi searah batang, Translasi tegak lurus batang dan Rotasi. Sudut Rotasi terbentuk sebagai akibat adanya tahanan pada sambungan sehingga menghasilkan adanya geser, dan lentur.
Untuk konstruksi baja, berbeda lagi. Jika profil bajanya dari profil WF tentu lebih mudah untuk membuat sambungan momen, akan berbeda jika elemen batang terdiri dari profil pipa dan beorientasi ruang, sebagai berikut.
Gambar 1.4 di atas kalau di searching di internet, bisa juga disebut sebagai space frame. Jangan bingung, yang menyebut seperti itu biasanya kontraktor atau arsitek, untuk mengkategorikan sebagai rangka ruang. Tetapi bagi structural engineer, yang melihat sesuatu berdasarkan gaya-gaya internal yang terjadi, maka dengan argumentasi bahwa karakter sambungan antar batang, yang hanya mampu atau tepatnya didominasi oleh gaya aksial saja maka dipastikan itu termasuk struktur truss, dan karena orientasinya adalah ruang (3D) maka disebut space truss. Bukan space frame.
Gambar Sepintas jika dilihat dari jauh, maka terlihat orientasinya membentuk pola segitiga. Ini seperti truss. Tetapi ada bentuk melengkung serta sambungannya berupa sambungan las. Maka dapat dipastikan struktur ini tidak hanya mengalami aksial saja. Gaya momen akan timbul pada struktur ini sebagai akibat dari batang melengkungnya itu mengalami gaya aksial diujung-ujung batang dan juga sambungan las membuat titik nodal mempunyai sudut rotasi akibat punya kekuatan menahan gaya lentur. Jadi perlu menggunakan sistem Space Frame untuk menganalisisnya
Jadi begitu ya, so jangan pusing-pusing lagi memilih dan memilah cara analisis, penyebutan, serta konseptual dari truss dan frame. Semoga tulisanku bisa membuka wawasan baru bagi para pembaca. Syukur-syukur kalian paham dengan apa yang aku jelaskan.
Jika kalian ingin menanyakan hal terkait apa yang kutulis disini atau apapun terkait keilmuan struktur, selagi aku memahami dan mampu menjawab insya allah akan ku bantu. Silahkan direct message di instagram professionalku dibawah ini
Penulis : @bierama_
